Критерии работоспособности и расчет шпоночных соединений

Сегментные шпонки.

Являются разновидностью призматической.

R

Достоинства:

Засчет более глубокой посадки в паз вала не перекашивается под нагрузкой. Однако, сильно ослабляется вал, поэтому их применяют при небольших моментах и диаметрах валов d<40 мм.

Основные причины выхода из строя шпоночных соединений:

1. смятие боковых поверхностей шпонок или пазов вала и ступицы;

2. срез шпонки.

Т.о. основными критериями работоспособности шпоночных соединений являются прочность по напряжениям смятия и прочность по напряжениям среза.

Нарисуем схему взаимодействия и эпюры напряжений, возникающих в соединении:

s_см1 Реальное распределение

t₁ t h s_см2

d b

Напряжения смятия:

Т.к. для стандартных шпонок t₁>h - t₁, поэтому площадь смятия (1) меньше площади смятия (2) (s_см1>s_см2 - для одинаковых материалов шпонки, вала и ступицы).

Поэтому расчет шпонки на смятие проводится по формуле:

(1)

Напряжения среза:

(2)

Покажем, что даже при напряжение среза .

Умножим выражение (1) на b и разделим на b:

(3)

Учитывая, что ,а , перепишем (3) в виде:

, если , а в стандарте .

Условие прочности на срез стандартных шпонок обеспечено при стандартизации , поэтому при расчетах стандартных шпонок необходима проверка только по напряжениям смятия.

Допускаемое напряжение на смятие:

Меньшее значение (80,150) для ступиц из чугуна, а большее (150,200) – из стали.

При ударной нагрузке напряжения смятия уменьшаются в 2 раза.

Дата добавления: 2014-01-11